Pemanfaatan limbah tulang ayam sebagai bahan baku perekat alami
LAPORAN AKHIR
PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA
PEMANFAATAN LIMBAH TULANG AYAM SEBAGAI BAHAN BAKU
PEREKAT ALAMI
BIDANG KEGIATAN:
PKM PENELITIAN
Diusulkan oleh :
Muhamad Setiawan Pangale E24100104
(2010)
Nuriani
E24100005
(2010)
Faitha Hanun
E24100073
(2010)
Rizqi Adha Juniardi
E24100103
(2010)
Ririn Nurul Hidayah
E24110044
(2011)
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
HALAMAN IDENTITAS DAN PENGESAHAN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Judul Kegiatan
: Pemanfaatan Limbah Tulang Ayam Sebagai
Bahan Baku Perekat Alami
Bidang Kegiatan
:
(√) PKM-P
( ) PKM-K
( ) PKM-T
( ) PKM-M
Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap
: Muhamad Setiawan Pangale
b. NIM
: E24100104
c. Jurusan
: Teknologi Hasil Hutan
d. Universitas/Institut/Politeknik
: Institut Pertanian Bogor
e. Alamat Rumah dan No Tel./HP
: Villa Ciomas Indah Blok J.10
No.16 RT 01/13 Bogor/
08567055915
f. Alamat Email
: mspangale@gmail.com
Anggota Pelaksana Kegiatan
: 4 orang
Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap dan Gelar
: Prof. Dr. Ir. H. Yusuf Sudo Hadi
M.Agr
b. NIDN
: 0013115202
c. Alamat Rumah dan No Tel./HP
: Jl. Pinang Merah 1/34 Sektor VI
Tm. Yasmin Bogor / 087870728285
Biaya Kegiatan Total
a. Dikti
: Rp 8.300.000,00
b. Sumber Lain
:Jangka Waktu Pelaksanaan
: 4 bulan
Bogor, Agustus 2013
Menyetujui,
Kepala Departemen
Teknologi Hasil Hutan
Ketua Pelaksana Kegiatan
(Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc.)
NIP.19660212 199103 1 002
(Muhamad Setiawan Pangale)
NIM. E24100104
Wakil Rektor Bidang
Akademik dan Kemahasiswaan
Dosen Pendamping
(Prof. Dr. Ir Yonny Koesmaryono, MS.)
NIP. 19581228198503 1 003
(Prof. Dr. Ir. H. Yusuf Sudo Hadi M.Agr)
NIDN. 0013115202
ABSTRAK
Tulang ayam mengandung protein kolagen yang berdaya rekat tinggi. Kolagen
merupakan serabut protein yang berfungsi sebagai penguat, bersifat tidak larut
dalam air dan tahan terhadap aktivitas enzim. Penelitian ini bertujuan untuk
memanfaatkan limbah tulang ayam sebagai bahan baku perekat alami serta
menguji kandungan yang ada pada tulang ayam sebagai bahan baku perekat alami.
Kolagen dalam tulang didapatkan dengan cara proses pengekstrakan. Ekstraksi
menggunakan aquades dengan suhu 60-70oC selama 8 jam yang sebelumnya
dilakukan perendaman asam asetat (demineraisasi). Hasil penelitian menunjukan
bahwa kolagen yang berasal dari limbah tulang ayam dapat digunakan sebagai
perekat kayu. Dengan nilai kerekatan rata-rata terbesar 60% dari keseluruhan
permukaan kayu yang uji. Proses demineralisasi mempengaruhi daya rekat dari
perekat tersebut dimana membantu pada proses ekstraksi.
Kata kunci: limbah, tulang ayam, kolagen, perekat alami
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas rahmat dan
hidayah-Nya, kami dapat menyelesaikan laporan akhir Program Kreativitas
Mahasiswa bidang Penelitian dengan judul ”Pengelolaan Limbah Tulang Ayam
Sebagai Bahan Baku Perekat Alami”.
Dalam mengikuti karya ilmiah ini, kami telah banyak menerima bantuan
dari berbagai pihak sehingga penelitian yang kami lakukan dapat terwujud sesuai
tujuan. Oleh karena itu, kami berkenan untuk menyampaikan penghargaan dan
ucapan terima kasih kepada:
1.
Prof. Dr. Ir. H. Yusuf Sudo Hadi, M. Agr sebagai dosen pembimbing
2.
Prof. Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc
3.
Dr. Ir. Rita Kartika Sari, M.Si
4.
Serta semua pihak yang turut membantu terselesaikannya laporan ini
Penulisan laporan akhir ini disusun untuk mengikuti Program Kreativitas
Mahasiswa bidang Penelitian yang diadakan oleh Direktorat Jendral Pendidikan
Tinggi (Dirjen DIKTI) Jakarta tahun 2012-2013. Kami menyadari bahwa karya
tulis ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dan
saran yang membangun dari semua pihak demi kesempurnaan penelitian dan
proposal kami selanjutnya. Dengan iringan doa semoga karya tulis ini dapat
bermanfaat dalam pengembangan pendidikan dan wacana berpikir kita bersama.
Amin
Bogor, 22 Juli 2013
Penulis
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Ayam dikenal sebagai unggas yang daging maupun telurnya digemari oleh
masyarakat. Selain itu daging ayam merupakan sumber protein yang baik
karena mengandung asam amino essensial yang lengkap. Dengan berbagai
keunggulan inilah maka produksi ayam meningkat setiap tahunnya. Pada
tahun 2009, industri pengolahan daging ayam di dalam negeri mengalami
pertumbuhan produksi rata-rata sebesar 10 sampai 15 persen.
Dengan meningkatnya konsumsi ayam oleh masyarakat maka meningkat
pula limbah yang akan dihasilkan sehingga mengalami penumpukan. Oleh
sebab itu, perlu dilakukan inovasi terhadap limbah tulang ayam agar tidak
terjadi penumpukan
Tulang ayam mengandung protein kolagen yang berdaya rekat tinggi. Oleh
karena itu tulang ayam dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk perekat
(Glue). Melihat potensi dari limbah tulang ayam, yaitu tulang ayam sebagai
sumber protein kalogen, maka akan diupayakan untuk memanfaatkan limbah
tersebut sebagai salah satu bahan baku pembuat perekat alami. Menurut Johns
dan Courts (1977) salah satu cara ekstraksi kalogen adalah dengan cara asam
untuk dipekatkan menjadi perekat. Tulang ayam yang digunakan merupakan
limbah dari tempat pengolahan ayam, restoran, rumah makan dan juga limbah
rumah tangga.
B. Perumusan Masalah
Dari latar belakang diatas maka perumusan masalah yang muncul adalah:
1. Mengidentifikasi zat-zat penyusun tulang ayam yang dapat diterapkan
pada perekat alami
2. Menguji sifat dan kekuatan perekat tulang ayam yang dihasilkan
C. Tujuan
Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini diantaranya adalah:
1. Tujuan umum
Untuk memanfaatkan limbah tulang ayam sebagai bahan baku perekat
alami
2. Tujuan khusus
a. Menguji kandungan yang ada pada tulang ayam sebagai bahan
baku perekat alami
b. Mengetahui pengaruh konsentrasi asam asetat sebagai
pengekstraksi terhadap kualitas bahan perekat
c. Mengetahui sifat dan kekuatan perekat yang dihasilkan melalui
proses ekstraksi limbah tulang ayam.
D. Luaran Yang Diharapkan
Penelitian ini diharapkan akan menghasilkan perekat yang dihasilkan
dari ekstraksi limbah tulang ayam. Perekat yang dibuat memiliki inovasi
dengan memanfaatkan limbah tulang ayam yang tinggi, dan merupakan
salah satu alternatif dari pemanfaatan limbah tulang ayam yang biasanya
hanya terbuang sia-sia sehingga dapat menaikkan nilai tambah dari limbah
tersebut.
E. Kegunaan
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut:
1. Bermanfaat bagi perkembangan perekat alami berbahan baku limbah
tulang ayam.
2. Mengurangi limbah tulang ayam yang menimbun, sehingga
mengurang munculnya berbagai macam penyakit.
3. Menghasilkan perekat alami yang ramah lingkungan dan berinovasi
tinggi.
4. Sebagai inovasi alternatif pengurangan limbah rumah tangga.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Kolagen adalah bahan penyusun jaringan tubuh hewan, yang banyak
terdapat dalam kulit, tulang, dan otot. Menurut Bender (1982) kolagen
merupakan protein tulang, otot, dan kulit hewan dan ikan, yang dapat berubah
menjadi gelatin karena perebusan dalam air panas serta dengan penambahan
bahan kimia untuk mempermudah ekstraksi. Kolagen tersusun atas monomer
tropokolagen yang panjangnya 300 Nm dan diameter 1,5 Nm, masing-masing
monomer tropokolagen ini terdiri atas rantai panjang amino dan karboksil
yang membentuk rantai peptida (Lehninger 1988).
Ekstraksi kolagen dapat dilakukan dengan cara asam dan cara alkali. pH
hasil ekstraksi tergantung pada cara ekstraksi, ektraksi cara asam akan
dihasilkan kalogen bersifat asam, proses ekstraksi cara alkali akan dihasilkan
kolagen bersifat basa. pH hasil ekstraksi kalogen berkisar antara 4-9 (Johns
dan Courts 1977). Ekstraksi kalogen dengan cara asam yang digunakan adalah
asam organik, yaitu asam asetat karena dapat memecah ikatan hidrogen pada
rantai peptida sehingga dapat membantu memecahkan struktur ikatan molekul
protein dan dapat mempermudah proses ekstraksi dalam pelepasan proton dari
gugus karboksil kalogen dan pembentukkan ikatan karbon serta okigen bebas
pada rantai peptida. Banyaknya kolagen yang dikonversi menjadi perekat
dipengaruhi oleh konsentrasi asam asetat (Chichester 1982).
Perekat merupakan suatu bahan yang memiliki kemampuan untuk
merekatkan dua buah sirekat atau lebih. Perekat ini bersifat cair sehingga
dapat masuk ke dalam pori-pori kayu yang direkatkan sehingga kekuatannya
meningkat. Menurut Sutigno (1994), ikatan permukaan terjadi karena
masuknya cairan perekat ke dalam pori-pori bahan yang dilekatkan kemudian
mengeras karena proses perekatan mekanis dengan adanya gaya adesi antara
molekul perekat dengan molekul bahan yang direkatkan akibat proses spesifik.
III. METODE PENDEKATAN
Penelitian yang dilakukan dibagi menjadi dua tahap pelaksaan penelitian,
yaitu proses pembuatan perekat dari limbah tulang ayam dan pengujian sifat
perekat.
1. Pembuatan Perekat
a. Tulang dibersihkan dari kotoran dan sisa – sisa daging yang menempel
dan direbus untuk menghilangkan lemak pada tulang, lalu tiriskan
c. Tulang direndam pada larutan CH3COOH 5% yang dibagi menjadi 2
perlakuan yaitu selama dan 7 hari dan 10 hari
d. Tulang yang telah direndam dengan asam dibesihkan dengan air
hingga pH mencapai 3-4, lalu bilas dengan aquades
e. Tulang diekstraksi menggunakan aquades (1:1) dengan waterbath
selama 8 jam pada suhu 60-70oC, lalu ekstrak disaring menggunakan
kertas saring, selanjutnya dipanaskan kembali pada suhu 60 oC sampai
kekentalan mencapai 50%
2. Pengujian Sifat Perekat
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi asam
asetat terhadap kualitas perekat dan rendemen yang dihasilkan. Langkahlangkah yang akan dilakukan sebagai berikut.
a. Rendemen
Rendemen perekat dihitung berdasarkan perbandingan berat perekat
dengan berat bahan baku (tulang).
b. Masssa Jenis (Density)
Ambil sejumlah volume perekat dengan pipet, lalu timbang pipet berisi
perekat tersebut
c. pH
Perekat dimasukkan ke dalam gelas piala dan ditetapkan suhunya
pada 25 ± 1oC, lalu pasang alat pH meter, diamati dan dicatat hasilnya.
d. Kekentalan
Masukkan sample perekat ke dalam mangkok sampai tanda batas
pada tangkai rotor, lalu hidupkan viscotester dan rotor akan berputar,
dan bacalah angka yang ditunjukkan oleh jarum pada viscotester
(sesuaikan dengan rotor yang digunakan). Lalu catat hasilnya.
f. Persentase Kerekatan
Uji kerekatan dilakukan dengan pengukuran luas bagian kayu yang rusak
pada bidang perekatan, yaitu :
g. Uji Kenampakan
Bersihkan dan keringkan gelas objek, tuang perekat cair di atas
permukaan gelas objek dan ratakan perekat. Amati secara visual adanya
butiran padat debu, dan benda lain yang merugikat perekatan dan amati
pula bau dan warna yang dihasilkan perekat.
IV. PELAKSANAAN PROGRAM
4.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Hasil Hutan dan
Laboratorium Biokomposit, Departemen Hasil Hutan Institut Pertanian Bogor
selama 4 bulan.
4.2 Jadwal Pelaksanaan
Kegiatan penelitian ini akan dilaksanakan selama 4 bulan, sebagaimana yang
tercantum pada tabel berikut ini.
Tabel 1. Jadwal Kegiatan Penelitian
Bulan
No
.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Kegiatan
Bulan
ke-1
Bulan
ke-2
Bulan
ke-3
Bulan
ke-4
Penelusuran Literatur
Peminjaman
Laboratorium
Penyiapan Bahan-bahan
Penelitian
Penelitian Pendahuluan
Analisis
Data
Hasil
Penelitian Pendahuluan
Pembuatan
potongan/
serbuk tulang ayam
Pengekstrakan
Pemanasan Filtrat
Analisis
Hasil
Data
Akhir
Penyusunan Laporan
4.3 Instrumen Pelaksanaan
a. Bahan
Bahan baku yang digunakan adalah limbah tulang ayam. Serta bahan
pendukung, yaitu asam asetat (CH3COOH 5%), natrium hidrokdisa
(NaOH), alkohol, dan aquades.
b. Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah waterbath, timbangan,
alumunium foil, kertas saring, pipet, gelas ukur, tabung erlenmeyer, gelas
piala, sarung tangan, dan masker.
4.4 Realisasi Biaya
Tabel 2. Realisasi Biaya Pembuatan Perekat dari Limbah Tulang Ayam
Uraian
Jumlah
Tanggal
Rincian
(Rp.)
(Rp.)
6/3/2013
6/3/2013
7/3/2013
12/3/2013
13/3/2013
13/3/2013
13/3/2013
14/3/2013
14/3/2013
Pembuatan dan Pengujian Perekat
Pembelian masker
Pembelian gloves
Alumunium foil
Pembelian tulang ayam
Pembelian tulang ayam
Pembelian masker
Pembelian gloves
Pembelian alkohol
Pembelian alkohol
10 buah @ 1000
8 pasang @ 1500
2 gulung @15000
1 kantung plastik
2 kantung plastik
1 kardus @40000
1 kardus @55000
4 botol @5000
3 liter @16000
10000
12000
30000
10000
10000
40000
55000
20000
48000
14/3/2013
27/3/2013
27/3/2013
28/3/2013
12/4/2013
18/4/2013
26/5/2013
26/5/2013
26/5/2013
5/6/2013
Asam asetat, NaOH, pH meter, kertas saring, 1
galon aquades
Pembelian tulang ayam
Pembelian alkohol
Pembelian tulang ayam
Penyerbukan tulang di Seafast
Pembelian alkohol
Pembelian panci
Pembelian tulang ayam
Aquades
Pembelian tulang ayam
1.417.000
1 kantong plastik
10 liter @20000
1 kantong plastik
1
kali
serbuk
@30000
2 buah @20000
2 buah @30000
4 kg @14000
3 galon @30000
3 kg @ 16000
10000
200000
10000
30000
40000
60000
56000
90000
48000
Lain-Lain
10
eksemplar
@10000
5 buah @ 5000
Pulsa dan transport
19/10/2012 Percetakan proposal
19/10/2012 Pembelian CD-R
7/3/2013 Transportasi dan telekomunikasi
Penyewaaan laboratorium dan alat-alat
14/3/2013 laboratorium KHH
4 bulan @ 900000
12/4/2013 Penyewaan laboratorium biokomposit
4 bulan @ 200000
Upah
laboran
21/4/2013
2 orang @200.000
Konsumsi
12/6/2013
5 orang @ 120000
Total
100000
25000
579000
3.600.000
800000
400000
600000
8.300.000
V. HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 3. Analisis Hasil Pembuatan dan Pegujian Perekat
Lama
perendaman
(hari)
Ulangan
Kenampakan
pH
Rendemen
(%)
Massa jenis
(g/ml)
Viskositas
(ps)
Kerekatan
(%)
7 hari
(Perlakuan 1)
1
2
3
4
Kasar berbentuk
butiran kecil,
berwarna putih
sampai krem
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
2.541
3.914
2.918
2.177
2.887
9.890
13.626
6.435
0.721
0.703
0.716
0.718
0.715
0.801
0.829
0.817
2.05
2.11
2.21
2.01
2.095
2.26
2.01
2.17
40
32
28
20
30
70
50
60
4.5
4.5
5.059
8.753
0.779
0.807
2.08
2.130
60
60
Rerata
10 hari
(Perlakuan 2)
1
2
3
Kasar berbentuk
butiran kecil,
berwarna putih
sampai krem
4
Rerata
Sumber: Hasil Penelitian
Hasil diatas menunjukan bahwa terdapat perbedaan pada masing-masing
perlakuan. Rendemen pada perlakuan 1 (2,887%) lebih rendah dari rendemen
perlakuan 2 sebesar 8,753%). Secara fisik bentuk dan warna perekat kedua
perlakuan memiliki kesamaan. Perekat memilii tekstur yang kasar, umumnya
berbentuk butiran kecil, dan berwarna putih hingga krem.
Pada kedua perlakuan tersebut hasil pengujian pH dari perekat bernilai sama
sebesar 4.5. Menurut John dan Courts (1977) bahwa pH 4.8 – 5.0 memiliki tingkat
kestabilan yang tinggi. Pernyataan ini berbeda dengan hasil yang didapat sehingga
kekuatan dari perekat tidak sepenuhnya baik. Begitu juga dengan besar vikositas
dan masa jenis perekat dari kedua hasil perlakuan relatif seragam. Viskositas ini
berpengaruh pada proses perekatan dari perekat. Viskositas berpengaruh terhadap
kecepatan proses perekatan, semakin rendah viskositas maka proses penyebaran
perekat menjadi semakin cepat.
Pada uji kerekatan diatas menjelaskan bahwa terdapat sekian persen sisa kayu
yang masih menempel setelah diberikan beban. Keteguhan rekat menunjukkan
bahwa seberapa besar kekuatan perekat tersebut menahan suatu beban yang
diberikan. Semakin besar permukaan yang tersisa maka semakin besar pula
keteguhan rekatnya.
VI. KESIMPULAN DAN SARAN
Dalam tulang ayam mengandung kolagen yang memiliki daya rekat. Semakin
lama proses demineralisasi mempengaruhi daya rekat yang lebih baik. Sehingga
perekat yang berasal dari limbah tulang ayam memiliki kualitas yang cukup baik.
DAFTAR PUSTAKA
Bender, A.E, 1982. Dictionary of Nutrtion and Food Technology. Butterworth and
Co (Publishers) Ltd. London.
Brody A L. 1982. Packaging Container Corporation of America. In :
Christensen,C,M, Storage of Cereal Grains and Their Product, America
Association of Cereal Chemist, Inc. ST. Paul, Minnesota
Chichester, C.O. 1982. Advances in Food Research. Vol. 28. Academic Press Inc.,
Newyork
Eastoe, J.E. dan A.A.Leach. 1977. Chemical Constitution of Gelatin. Academic
Press, Inc., London
Hubbard, J.R. 1977. Adhesive Process. Vannostrandn Reinhold Company, New
York. Johns, P dan A.Courts. 1977. The Structure and Composition of
Collagen Containing Tissue. Academic Press, Inc, London
Kulikov, P.I. 1982. Production of Meal, Oil and Protein-Vitamin, Preparation the
Fishing Industries. Amerind Publishing Co. Pvt. Ltd, New Delhi.
Lehninger, A.L. 1988. Dasar-Dasar Biokimia. Jilid 1. Terjemahan Erlangga.
Jakarta.
Purwadi T. 1999. Pengkajian Mutu dan Tekno-ekonomi Perekat dari Tulang Ikan.
Tesis Program Pasca Sarjana IPB, Bogor.
Sutigno, P. 1994. Perekat dan Perekatan. Departemen Kehutanan. Badan
Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Bogor
Wahyuningsih, M., Soeryono, dan Soedarsono. 1991. Laporan Penelitian
Pemanfaatan Limbah Padat Industri Penyamakan Kulit untuk Glue. BPPI.
Semarang.
LAMPIRAN
DOKUMENTASI
PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA
PEMANFAATAN LIMBAH TULANG AYAM SEBAGAI BAHAN BAKU
PEREKAT ALAMI
BIDANG KEGIATAN:
PKM PENELITIAN
Diusulkan oleh :
Muhamad Setiawan Pangale E24100104
(2010)
Nuriani
E24100005
(2010)
Faitha Hanun
E24100073
(2010)
Rizqi Adha Juniardi
E24100103
(2010)
Ririn Nurul Hidayah
E24110044
(2011)
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
HALAMAN IDENTITAS DAN PENGESAHAN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Judul Kegiatan
: Pemanfaatan Limbah Tulang Ayam Sebagai
Bahan Baku Perekat Alami
Bidang Kegiatan
:
(√) PKM-P
( ) PKM-K
( ) PKM-T
( ) PKM-M
Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap
: Muhamad Setiawan Pangale
b. NIM
: E24100104
c. Jurusan
: Teknologi Hasil Hutan
d. Universitas/Institut/Politeknik
: Institut Pertanian Bogor
e. Alamat Rumah dan No Tel./HP
: Villa Ciomas Indah Blok J.10
No.16 RT 01/13 Bogor/
08567055915
f. Alamat Email
: mspangale@gmail.com
Anggota Pelaksana Kegiatan
: 4 orang
Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap dan Gelar
: Prof. Dr. Ir. H. Yusuf Sudo Hadi
M.Agr
b. NIDN
: 0013115202
c. Alamat Rumah dan No Tel./HP
: Jl. Pinang Merah 1/34 Sektor VI
Tm. Yasmin Bogor / 087870728285
Biaya Kegiatan Total
a. Dikti
: Rp 8.300.000,00
b. Sumber Lain
:Jangka Waktu Pelaksanaan
: 4 bulan
Bogor, Agustus 2013
Menyetujui,
Kepala Departemen
Teknologi Hasil Hutan
Ketua Pelaksana Kegiatan
(Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc.)
NIP.19660212 199103 1 002
(Muhamad Setiawan Pangale)
NIM. E24100104
Wakil Rektor Bidang
Akademik dan Kemahasiswaan
Dosen Pendamping
(Prof. Dr. Ir Yonny Koesmaryono, MS.)
NIP. 19581228198503 1 003
(Prof. Dr. Ir. H. Yusuf Sudo Hadi M.Agr)
NIDN. 0013115202
ABSTRAK
Tulang ayam mengandung protein kolagen yang berdaya rekat tinggi. Kolagen
merupakan serabut protein yang berfungsi sebagai penguat, bersifat tidak larut
dalam air dan tahan terhadap aktivitas enzim. Penelitian ini bertujuan untuk
memanfaatkan limbah tulang ayam sebagai bahan baku perekat alami serta
menguji kandungan yang ada pada tulang ayam sebagai bahan baku perekat alami.
Kolagen dalam tulang didapatkan dengan cara proses pengekstrakan. Ekstraksi
menggunakan aquades dengan suhu 60-70oC selama 8 jam yang sebelumnya
dilakukan perendaman asam asetat (demineraisasi). Hasil penelitian menunjukan
bahwa kolagen yang berasal dari limbah tulang ayam dapat digunakan sebagai
perekat kayu. Dengan nilai kerekatan rata-rata terbesar 60% dari keseluruhan
permukaan kayu yang uji. Proses demineralisasi mempengaruhi daya rekat dari
perekat tersebut dimana membantu pada proses ekstraksi.
Kata kunci: limbah, tulang ayam, kolagen, perekat alami
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas rahmat dan
hidayah-Nya, kami dapat menyelesaikan laporan akhir Program Kreativitas
Mahasiswa bidang Penelitian dengan judul ”Pengelolaan Limbah Tulang Ayam
Sebagai Bahan Baku Perekat Alami”.
Dalam mengikuti karya ilmiah ini, kami telah banyak menerima bantuan
dari berbagai pihak sehingga penelitian yang kami lakukan dapat terwujud sesuai
tujuan. Oleh karena itu, kami berkenan untuk menyampaikan penghargaan dan
ucapan terima kasih kepada:
1.
Prof. Dr. Ir. H. Yusuf Sudo Hadi, M. Agr sebagai dosen pembimbing
2.
Prof. Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc
3.
Dr. Ir. Rita Kartika Sari, M.Si
4.
Serta semua pihak yang turut membantu terselesaikannya laporan ini
Penulisan laporan akhir ini disusun untuk mengikuti Program Kreativitas
Mahasiswa bidang Penelitian yang diadakan oleh Direktorat Jendral Pendidikan
Tinggi (Dirjen DIKTI) Jakarta tahun 2012-2013. Kami menyadari bahwa karya
tulis ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dan
saran yang membangun dari semua pihak demi kesempurnaan penelitian dan
proposal kami selanjutnya. Dengan iringan doa semoga karya tulis ini dapat
bermanfaat dalam pengembangan pendidikan dan wacana berpikir kita bersama.
Amin
Bogor, 22 Juli 2013
Penulis
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Ayam dikenal sebagai unggas yang daging maupun telurnya digemari oleh
masyarakat. Selain itu daging ayam merupakan sumber protein yang baik
karena mengandung asam amino essensial yang lengkap. Dengan berbagai
keunggulan inilah maka produksi ayam meningkat setiap tahunnya. Pada
tahun 2009, industri pengolahan daging ayam di dalam negeri mengalami
pertumbuhan produksi rata-rata sebesar 10 sampai 15 persen.
Dengan meningkatnya konsumsi ayam oleh masyarakat maka meningkat
pula limbah yang akan dihasilkan sehingga mengalami penumpukan. Oleh
sebab itu, perlu dilakukan inovasi terhadap limbah tulang ayam agar tidak
terjadi penumpukan
Tulang ayam mengandung protein kolagen yang berdaya rekat tinggi. Oleh
karena itu tulang ayam dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk perekat
(Glue). Melihat potensi dari limbah tulang ayam, yaitu tulang ayam sebagai
sumber protein kalogen, maka akan diupayakan untuk memanfaatkan limbah
tersebut sebagai salah satu bahan baku pembuat perekat alami. Menurut Johns
dan Courts (1977) salah satu cara ekstraksi kalogen adalah dengan cara asam
untuk dipekatkan menjadi perekat. Tulang ayam yang digunakan merupakan
limbah dari tempat pengolahan ayam, restoran, rumah makan dan juga limbah
rumah tangga.
B. Perumusan Masalah
Dari latar belakang diatas maka perumusan masalah yang muncul adalah:
1. Mengidentifikasi zat-zat penyusun tulang ayam yang dapat diterapkan
pada perekat alami
2. Menguji sifat dan kekuatan perekat tulang ayam yang dihasilkan
C. Tujuan
Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini diantaranya adalah:
1. Tujuan umum
Untuk memanfaatkan limbah tulang ayam sebagai bahan baku perekat
alami
2. Tujuan khusus
a. Menguji kandungan yang ada pada tulang ayam sebagai bahan
baku perekat alami
b. Mengetahui pengaruh konsentrasi asam asetat sebagai
pengekstraksi terhadap kualitas bahan perekat
c. Mengetahui sifat dan kekuatan perekat yang dihasilkan melalui
proses ekstraksi limbah tulang ayam.
D. Luaran Yang Diharapkan
Penelitian ini diharapkan akan menghasilkan perekat yang dihasilkan
dari ekstraksi limbah tulang ayam. Perekat yang dibuat memiliki inovasi
dengan memanfaatkan limbah tulang ayam yang tinggi, dan merupakan
salah satu alternatif dari pemanfaatan limbah tulang ayam yang biasanya
hanya terbuang sia-sia sehingga dapat menaikkan nilai tambah dari limbah
tersebut.
E. Kegunaan
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut:
1. Bermanfaat bagi perkembangan perekat alami berbahan baku limbah
tulang ayam.
2. Mengurangi limbah tulang ayam yang menimbun, sehingga
mengurang munculnya berbagai macam penyakit.
3. Menghasilkan perekat alami yang ramah lingkungan dan berinovasi
tinggi.
4. Sebagai inovasi alternatif pengurangan limbah rumah tangga.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Kolagen adalah bahan penyusun jaringan tubuh hewan, yang banyak
terdapat dalam kulit, tulang, dan otot. Menurut Bender (1982) kolagen
merupakan protein tulang, otot, dan kulit hewan dan ikan, yang dapat berubah
menjadi gelatin karena perebusan dalam air panas serta dengan penambahan
bahan kimia untuk mempermudah ekstraksi. Kolagen tersusun atas monomer
tropokolagen yang panjangnya 300 Nm dan diameter 1,5 Nm, masing-masing
monomer tropokolagen ini terdiri atas rantai panjang amino dan karboksil
yang membentuk rantai peptida (Lehninger 1988).
Ekstraksi kolagen dapat dilakukan dengan cara asam dan cara alkali. pH
hasil ekstraksi tergantung pada cara ekstraksi, ektraksi cara asam akan
dihasilkan kalogen bersifat asam, proses ekstraksi cara alkali akan dihasilkan
kolagen bersifat basa. pH hasil ekstraksi kalogen berkisar antara 4-9 (Johns
dan Courts 1977). Ekstraksi kalogen dengan cara asam yang digunakan adalah
asam organik, yaitu asam asetat karena dapat memecah ikatan hidrogen pada
rantai peptida sehingga dapat membantu memecahkan struktur ikatan molekul
protein dan dapat mempermudah proses ekstraksi dalam pelepasan proton dari
gugus karboksil kalogen dan pembentukkan ikatan karbon serta okigen bebas
pada rantai peptida. Banyaknya kolagen yang dikonversi menjadi perekat
dipengaruhi oleh konsentrasi asam asetat (Chichester 1982).
Perekat merupakan suatu bahan yang memiliki kemampuan untuk
merekatkan dua buah sirekat atau lebih. Perekat ini bersifat cair sehingga
dapat masuk ke dalam pori-pori kayu yang direkatkan sehingga kekuatannya
meningkat. Menurut Sutigno (1994), ikatan permukaan terjadi karena
masuknya cairan perekat ke dalam pori-pori bahan yang dilekatkan kemudian
mengeras karena proses perekatan mekanis dengan adanya gaya adesi antara
molekul perekat dengan molekul bahan yang direkatkan akibat proses spesifik.
III. METODE PENDEKATAN
Penelitian yang dilakukan dibagi menjadi dua tahap pelaksaan penelitian,
yaitu proses pembuatan perekat dari limbah tulang ayam dan pengujian sifat
perekat.
1. Pembuatan Perekat
a. Tulang dibersihkan dari kotoran dan sisa – sisa daging yang menempel
dan direbus untuk menghilangkan lemak pada tulang, lalu tiriskan
c. Tulang direndam pada larutan CH3COOH 5% yang dibagi menjadi 2
perlakuan yaitu selama dan 7 hari dan 10 hari
d. Tulang yang telah direndam dengan asam dibesihkan dengan air
hingga pH mencapai 3-4, lalu bilas dengan aquades
e. Tulang diekstraksi menggunakan aquades (1:1) dengan waterbath
selama 8 jam pada suhu 60-70oC, lalu ekstrak disaring menggunakan
kertas saring, selanjutnya dipanaskan kembali pada suhu 60 oC sampai
kekentalan mencapai 50%
2. Pengujian Sifat Perekat
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi asam
asetat terhadap kualitas perekat dan rendemen yang dihasilkan. Langkahlangkah yang akan dilakukan sebagai berikut.
a. Rendemen
Rendemen perekat dihitung berdasarkan perbandingan berat perekat
dengan berat bahan baku (tulang).
b. Masssa Jenis (Density)
Ambil sejumlah volume perekat dengan pipet, lalu timbang pipet berisi
perekat tersebut
c. pH
Perekat dimasukkan ke dalam gelas piala dan ditetapkan suhunya
pada 25 ± 1oC, lalu pasang alat pH meter, diamati dan dicatat hasilnya.
d. Kekentalan
Masukkan sample perekat ke dalam mangkok sampai tanda batas
pada tangkai rotor, lalu hidupkan viscotester dan rotor akan berputar,
dan bacalah angka yang ditunjukkan oleh jarum pada viscotester
(sesuaikan dengan rotor yang digunakan). Lalu catat hasilnya.
f. Persentase Kerekatan
Uji kerekatan dilakukan dengan pengukuran luas bagian kayu yang rusak
pada bidang perekatan, yaitu :
g. Uji Kenampakan
Bersihkan dan keringkan gelas objek, tuang perekat cair di atas
permukaan gelas objek dan ratakan perekat. Amati secara visual adanya
butiran padat debu, dan benda lain yang merugikat perekatan dan amati
pula bau dan warna yang dihasilkan perekat.
IV. PELAKSANAAN PROGRAM
4.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Hasil Hutan dan
Laboratorium Biokomposit, Departemen Hasil Hutan Institut Pertanian Bogor
selama 4 bulan.
4.2 Jadwal Pelaksanaan
Kegiatan penelitian ini akan dilaksanakan selama 4 bulan, sebagaimana yang
tercantum pada tabel berikut ini.
Tabel 1. Jadwal Kegiatan Penelitian
Bulan
No
.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Kegiatan
Bulan
ke-1
Bulan
ke-2
Bulan
ke-3
Bulan
ke-4
Penelusuran Literatur
Peminjaman
Laboratorium
Penyiapan Bahan-bahan
Penelitian
Penelitian Pendahuluan
Analisis
Data
Hasil
Penelitian Pendahuluan
Pembuatan
potongan/
serbuk tulang ayam
Pengekstrakan
Pemanasan Filtrat
Analisis
Hasil
Data
Akhir
Penyusunan Laporan
4.3 Instrumen Pelaksanaan
a. Bahan
Bahan baku yang digunakan adalah limbah tulang ayam. Serta bahan
pendukung, yaitu asam asetat (CH3COOH 5%), natrium hidrokdisa
(NaOH), alkohol, dan aquades.
b. Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah waterbath, timbangan,
alumunium foil, kertas saring, pipet, gelas ukur, tabung erlenmeyer, gelas
piala, sarung tangan, dan masker.
4.4 Realisasi Biaya
Tabel 2. Realisasi Biaya Pembuatan Perekat dari Limbah Tulang Ayam
Uraian
Jumlah
Tanggal
Rincian
(Rp.)
(Rp.)
6/3/2013
6/3/2013
7/3/2013
12/3/2013
13/3/2013
13/3/2013
13/3/2013
14/3/2013
14/3/2013
Pembuatan dan Pengujian Perekat
Pembelian masker
Pembelian gloves
Alumunium foil
Pembelian tulang ayam
Pembelian tulang ayam
Pembelian masker
Pembelian gloves
Pembelian alkohol
Pembelian alkohol
10 buah @ 1000
8 pasang @ 1500
2 gulung @15000
1 kantung plastik
2 kantung plastik
1 kardus @40000
1 kardus @55000
4 botol @5000
3 liter @16000
10000
12000
30000
10000
10000
40000
55000
20000
48000
14/3/2013
27/3/2013
27/3/2013
28/3/2013
12/4/2013
18/4/2013
26/5/2013
26/5/2013
26/5/2013
5/6/2013
Asam asetat, NaOH, pH meter, kertas saring, 1
galon aquades
Pembelian tulang ayam
Pembelian alkohol
Pembelian tulang ayam
Penyerbukan tulang di Seafast
Pembelian alkohol
Pembelian panci
Pembelian tulang ayam
Aquades
Pembelian tulang ayam
1.417.000
1 kantong plastik
10 liter @20000
1 kantong plastik
1
kali
serbuk
@30000
2 buah @20000
2 buah @30000
4 kg @14000
3 galon @30000
3 kg @ 16000
10000
200000
10000
30000
40000
60000
56000
90000
48000
Lain-Lain
10
eksemplar
@10000
5 buah @ 5000
Pulsa dan transport
19/10/2012 Percetakan proposal
19/10/2012 Pembelian CD-R
7/3/2013 Transportasi dan telekomunikasi
Penyewaaan laboratorium dan alat-alat
14/3/2013 laboratorium KHH
4 bulan @ 900000
12/4/2013 Penyewaan laboratorium biokomposit
4 bulan @ 200000
Upah
laboran
21/4/2013
2 orang @200.000
Konsumsi
12/6/2013
5 orang @ 120000
Total
100000
25000
579000
3.600.000
800000
400000
600000
8.300.000
V. HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 3. Analisis Hasil Pembuatan dan Pegujian Perekat
Lama
perendaman
(hari)
Ulangan
Kenampakan
pH
Rendemen
(%)
Massa jenis
(g/ml)
Viskositas
(ps)
Kerekatan
(%)
7 hari
(Perlakuan 1)
1
2
3
4
Kasar berbentuk
butiran kecil,
berwarna putih
sampai krem
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
2.541
3.914
2.918
2.177
2.887
9.890
13.626
6.435
0.721
0.703
0.716
0.718
0.715
0.801
0.829
0.817
2.05
2.11
2.21
2.01
2.095
2.26
2.01
2.17
40
32
28
20
30
70
50
60
4.5
4.5
5.059
8.753
0.779
0.807
2.08
2.130
60
60
Rerata
10 hari
(Perlakuan 2)
1
2
3
Kasar berbentuk
butiran kecil,
berwarna putih
sampai krem
4
Rerata
Sumber: Hasil Penelitian
Hasil diatas menunjukan bahwa terdapat perbedaan pada masing-masing
perlakuan. Rendemen pada perlakuan 1 (2,887%) lebih rendah dari rendemen
perlakuan 2 sebesar 8,753%). Secara fisik bentuk dan warna perekat kedua
perlakuan memiliki kesamaan. Perekat memilii tekstur yang kasar, umumnya
berbentuk butiran kecil, dan berwarna putih hingga krem.
Pada kedua perlakuan tersebut hasil pengujian pH dari perekat bernilai sama
sebesar 4.5. Menurut John dan Courts (1977) bahwa pH 4.8 – 5.0 memiliki tingkat
kestabilan yang tinggi. Pernyataan ini berbeda dengan hasil yang didapat sehingga
kekuatan dari perekat tidak sepenuhnya baik. Begitu juga dengan besar vikositas
dan masa jenis perekat dari kedua hasil perlakuan relatif seragam. Viskositas ini
berpengaruh pada proses perekatan dari perekat. Viskositas berpengaruh terhadap
kecepatan proses perekatan, semakin rendah viskositas maka proses penyebaran
perekat menjadi semakin cepat.
Pada uji kerekatan diatas menjelaskan bahwa terdapat sekian persen sisa kayu
yang masih menempel setelah diberikan beban. Keteguhan rekat menunjukkan
bahwa seberapa besar kekuatan perekat tersebut menahan suatu beban yang
diberikan. Semakin besar permukaan yang tersisa maka semakin besar pula
keteguhan rekatnya.
VI. KESIMPULAN DAN SARAN
Dalam tulang ayam mengandung kolagen yang memiliki daya rekat. Semakin
lama proses demineralisasi mempengaruhi daya rekat yang lebih baik. Sehingga
perekat yang berasal dari limbah tulang ayam memiliki kualitas yang cukup baik.
DAFTAR PUSTAKA
Bender, A.E, 1982. Dictionary of Nutrtion and Food Technology. Butterworth and
Co (Publishers) Ltd. London.
Brody A L. 1982. Packaging Container Corporation of America. In :
Christensen,C,M, Storage of Cereal Grains and Their Product, America
Association of Cereal Chemist, Inc. ST. Paul, Minnesota
Chichester, C.O. 1982. Advances in Food Research. Vol. 28. Academic Press Inc.,
Newyork
Eastoe, J.E. dan A.A.Leach. 1977. Chemical Constitution of Gelatin. Academic
Press, Inc., London
Hubbard, J.R. 1977. Adhesive Process. Vannostrandn Reinhold Company, New
York. Johns, P dan A.Courts. 1977. The Structure and Composition of
Collagen Containing Tissue. Academic Press, Inc, London
Kulikov, P.I. 1982. Production of Meal, Oil and Protein-Vitamin, Preparation the
Fishing Industries. Amerind Publishing Co. Pvt. Ltd, New Delhi.
Lehninger, A.L. 1988. Dasar-Dasar Biokimia. Jilid 1. Terjemahan Erlangga.
Jakarta.
Purwadi T. 1999. Pengkajian Mutu dan Tekno-ekonomi Perekat dari Tulang Ikan.
Tesis Program Pasca Sarjana IPB, Bogor.
Sutigno, P. 1994. Perekat dan Perekatan. Departemen Kehutanan. Badan
Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Bogor
Wahyuningsih, M., Soeryono, dan Soedarsono. 1991. Laporan Penelitian
Pemanfaatan Limbah Padat Industri Penyamakan Kulit untuk Glue. BPPI.
Semarang.
LAMPIRAN
DOKUMENTASI